باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، اكتشف علماء الفلك إشعاعات فوق بنفسجية عالية الطاقة غير متوقعة حول خمسة نجوم وليدة، أو نجوم أولية، في منطقة ولادة نجم الحواء. قد يؤدي هذا الاكتشاف إلى حدوث تغيير في نماذجنا الخاصة بتكوين النجوم.
النجوم الأولية تمثل المرحلة الأولية من عمر النجوم بعد تكوينها عن طريق انهيار البقع الكثيفة من الغاز والغبار السحب الجزيئية. ولا تزال محاطة بأغلفة من المادة التي تتكون منها، والتي منها تتجمع الكتلة. تستمر عملية التجميع هذه حتى يصبح النجم الأولي ضخمًا بما يكفي لتحفيز اندماج الهيدروجين مع الهيليوم في قلبه، وهي العملية التي تحدد الشخص البالغ، نجمة “التسلسل الرئيسي”..
اكتشف هذا الفريق أنه من أجل فهم هذه التدفقات القوية الخارجة من النجوم الناشئة، يجب على العلماء أن يأخذوا في الاعتبار الأشعة فوق البنفسجية.
وقالت أجاتا كارسكا عضو فريق البحث من مركز التقنيات الحديثة متعددة التخصصات في جامعة نيكولاس كوبرنيكوس في تورون ببولندا، في البيان: “هذه هي المفاجأة الأولى. النجوم الشابة ليست قادرة على أن تكون مصدرًا للإشعاع، ولا يمكنها “إنتاج” الإشعاع. لذلك لا ينبغي لنا أن نتوقع ذلك. ومع ذلك فقد أظهرنا أن الأشعة فوق البنفسجية تحدث بالقرب من النجوم الأولية”. “من أين أتت؟ ما هو مصدرها: داخلي أم خارجي؟ قررنا التحقيق في هذا الأمر”.
نوبة غضب النجوم الشباب
ولإجراء هذا التحقيق، قام الفريق بتحويل تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) وأداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI) باتجاه السحابة الجزيئية Ophiuchus في كوكبة Ophiuchus، حامل الثعبان. تقع هذه السحابة الجزيئية على بعد حوالي 450 سنة ضوئية من الأرض، وهي موطن للعديد من النجوم الشابة الساخنة من النوع B التي تنبعث منها إشعاعات فوق بنفسجية قوية.
سمح ذلك للفريق بإجراء ملاحظات تفصيلية لخمسة نجوم أولية تقع على مسافات مختلفة من هذه النجوم الضخمة. وعلى وجه الخصوص، كان العلماء مهتمين بالانبعاثات الصادرة عن الهيدروجين الجزيئي.
يتكون الهيدروجين الجزيئي من ذرتي هيدروجين، وهو الجزيء الأكثر وفرة في الكون. لا يمكن رؤية الهيدروجين الجزيئي بواسطة التلسكوبات الأرضية عبر الغلاف الجوي للأرض، لكن لا يزال من الصعب اكتشافه في السحب الجزيئية من الفضاء. وذلك لأن درجة حرارة هذه المجمعات الضخمة من الغاز الكثيف الذي يشكل النجوم منخفضة جدًا بحيث لا يمكنها إثارة هذه الجزيئات.
ومع ذلك، عندما تضرب التدفقات الخارجة من النجوم الشابة السحب الجزيئية المحيطة، يتم إنشاء موجات صادمة تعمل على تسخين المادة وتتسبب في انبعاث الهيدروجين الجزيئي لانبعاثات واضحة. هذه هي الانبعاثات التي يمكن رصدها بواسطة JWST وMIRI. مما يجعلهم الفريق العلمي المثالي لدراسة التدفقات الخارجة من النجوم الأولية.
أظهرت ملاحظات تلسكوب جيمس ويب الفضائي بوضوح للباحثين أن الأشعة فوق البنفسجية موجودة حول النجوم الأولية في كوكبة الحواء. لكن السؤال الكبير هو: من أين يأتي هذا الإشعاع؟
أحد المصادر المحتملة لهذا الإشعاع فوق البنفسجي هو العمليات التي تحدث مباشرة حول النجوم الأولية. يمكن أن يشمل ذلك الصدمات الناتجة عن سقوط المواد من السحابة الجزيئية على النجم الأولي. وبدلاً من ذلك، يمكن أن يتولد الإشعاع عن طريق الصدمات على طول تدفق المادة المنبعثة منها نوبة غضب النجوم الرضع.
والاحتمال الآخر هو أن الأشعة فوق البنفسجية تأتي من النجوم الضخمة القريبة، والتي تسلط ضوءها على جيرانها من النجوم الأولية. وللتخلص من هذا المصدر الخارجي، أخذ الفريق في الاعتبار خصائص النجوم المحيطة والمسافات التي تفصلها عن النجوم الأولية. ثم أخذ الباحثون في الاعتبار قدرة الغبار حول النجوم الأولية على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية وإعادة بثها بأطوال موجية أطول من الضوء.
وقال سكريتاس: “باستخدام هاتين الطريقتين، أظهرنا أن الأشعة فوق البنفسجية، من حيث الظروف الخارجية، تختلف بشكل كبير بين النجوم الأولية لدينا، وبالتالي يجب أن نرى اختلافات في الانبعاث الجزيئي”. “وكما تبين، نحن لا نراهم.”
وهذا يعني أن الفريق يمكنه رفض المصادر الخارجية مثل النجوم المجاورة كمصادر لهذا الإشعاع.
وقال كارسكا: “يمكننا أن نقول على وجه اليقين أن الأشعة فوق البنفسجية موجودة في محيط النجم الأولي، لأنها تؤثر بلا شك على الخطوط الجزيئية المرصودة”. “لذلك يجب أن يكون أصله داخليًا.”
سيواصل الباحثون دراسة ملاحظات تلسكوب جيمس ويب الفضائي ليس فقط للغاز والنجوم الأولية في سحابة الحواء الجزيئية، ولكن أيضًا للغبار والجليد في هذه المنطقة. الهدف هو الوصول إلى الجزء السفلي من الأشعة فوق البنفسجية غير المبررة حول هذه الأجسام.
نُشر بحث الفريق في 13 نوفمبر في المجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.
التعليقات